玉米抗除草劑轉(zhuǎn)基因植株再生和外源基因遺傳穩(wěn)定性分析.pdf

1、山東大學(xué)博士學(xué)位論文玉米抗除草劑轉(zhuǎn)基因植株再生和外源基因遺傳穩(wěn)定性分析姓名：李國圣申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：發(fā)育生物學(xué)指導(dǎo)教師：張舉仁2002.5.18山東大學(xué)博士學(xué)位論文劑噴施濃度為40mg／L時，86％的再生植株具有抗性。叢生芽組織塊來源的部分轉(zhuǎn)化株系T1代植株符合單顯性的孟德爾遺傳規(guī)律。其中L75株系自交后代全部表現(xiàn)為PCR陽性，Southem雜交顯示其TO代植株中有多位點(diǎn)插入的的外源基因，并在Tl代發(fā)生分離。對5個來自愈傷組織的轉(zhuǎn)

2、基因植株Q29、Q68、Q105、M10和M28進(jìn)行外源基因的位點(diǎn)數(shù)及拷貝數(shù)分析，發(fā)現(xiàn)外源基因在轉(zhuǎn)化體中既有單拷貝整合和串聯(lián)重復(fù)整合，也有不完全整合，推測整合位點(diǎn)數(shù)為l一3個，發(fā)生串聯(lián)重復(fù)的拷貝數(shù)較低。Q29整合有3個單拷貝的外源基因，且緊密連鎖，并以～個顯性位點(diǎn)在后代植株中進(jìn)行遺傳。而Q68、Q105、M10和M28的外源基因在T1代植株發(fā)生分離，且都有外源基因串聯(lián)重復(fù)的整合位點(diǎn)。其中Q68有3個外源基因的整合位點(diǎn)；Q105基因組中有

3、2個外源基因位點(diǎn)，且非緊密連鎖，由于兩個位點(diǎn)間的交換造成后代的分離，交換率約為18％；M10和M28外源基因的整合特性比較復(fù)雜，且T1代植株的分離比例偏離孟德爾規(guī)律。除M28株系外，其余4個株系的T2和T3代植株中外源基因能穩(wěn)定地進(jìn)行遺傳。分析表明，Q29、Q68和Q105不是轉(zhuǎn)基因嵌合體植株，M10和M28則未能確定。Q29株系的T2代植株出現(xiàn)白化苗現(xiàn)象，白化苗比例符合單隱性性狀分離的遺傳特征。推測可能是外源基因插入到葉綠素合成途徑中

4、一個酶基因而使該基因失去活性。M28株系中，T1代陽性株自交或作為父本回交的后代與單顯性規(guī)律有顯著的差異，陽性株為預(yù)期值的20一30％，推測其攜帶有外源基因的花粉活力比正?；ǚ鄣汀３輨﹪娛?shí)驗(yàn)表明，Q105和M10株系的Tl代植株有基因沉默現(xiàn)象發(fā)生。各株系T2代植株的除草劑抗性出現(xiàn)差異，M10株系和Q29(將白化苗歸入抗性植株)的T2代植株對除草劑的抗性符合單顯性遺傳規(guī)律。Q68株系中Q687后代的除草劑敏感植株為PCR陽性株的575

5、％；Q105株系中Q105—21的后代有853％的陽性植株沒有除草劑抗性。在T3代中，Q68和M28株系的純合體植株在除草劑濃度為40mg／L時都具有抗性；Q68和M28株系的雜合體的除草劑抗性介于2030mg／L濃度之間，并與Q105株系的純合體植株的抗性相似，Qi05株系約有三分之二的雜合體植株對30mg／L的除草劑敏感。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，1拷貝的外源基因即能夠耐受20mg／L的除草劑，但除草劑的抗性程度與植株基因組中外源基因的拷貝數(shù)并